浅谈光学难学难教问题的突破

姚乐怡

光学在整个初中科学课程中难度不算大，不少学生因为接触了光学中很多有趣的实验现象，从而对光学产生了浓厚的学习兴趣，但在实际教学过程中，发现很多学生在光学学习中遇到了困难，主要还是对抽象的成像问题理解不到位，导致对一些常见生活现象的解释似懂非懂，想当然，不求甚解.针对这个问题，笔者结合自身教学经验，就如何突破光学教学中难学难教的几个问题进行分析.

1理解“实像”和“虚像”的含义

在光学教学中，遇到过这样的题目：

问题1王芳同学站在平面镜前3 m处，她的像到镜面的距离为[CD#3]m，她在后退的过程中，像的大小[CD#3]（变大，变小，不变）.现将一块和镜面一样大的木板放在镜子后面1 m处，这时她还能否在镜子中看到自己的像？[CD#3].

这道题前两空学生都能答对，但最后一空错误率较高.这一空实际上考察的是对“实像”和“虚像”概念的理解.

学生普遍感到物理难学，分析原因在很大程度上是由于思维障碍造成的，在教学过程中，很多老师只注重对概念的记忆而不是理解，导致概念教学的有效性低下，学生对相关概念所涉及知识的进一步学习就有一种思路打不通的现象，遇到新题目往往会束手无策.在光学这一章，如何帮助学生建立“实像”和“虚像”的概念呢？华师大版初中科学教材在七年级下册学习“小孔成像”一节时，学生对“像”已经有了初步体会，知道“像”的形状由“物”决定，与小孔的形状无关，“像”是亮的，而“影”是暗的，两者有明显区别.对于“实像”是由实际光线会聚而成，能在光屏上呈现，且能用肉眼观察，这一概念可以通过小孔成像的实验得到理解，学生也易于接受.“虚像”的概念最早出现在八年级下册“平面镜成像”的教学过程中，教师可以通过与“实像”概念的对比，在平面镜成像实验中，首先让学生用肉眼观察能否看到蜡烛的像，然后用白纸在玻璃板背后前后移动，观察蜡烛的像能否呈现在白纸上，通过这两个现象引出“虚像”的概念：能被人看见，但不能在光屏上呈现的像.部分老师到这一步就算完成了“虚像”概念的教学，实际上，此时学生对这个抽象的概念还会有很多疑惑，比如，人能看到“实像”是因为光到达光屏成像后，是确确实实存在的，但“虚像”连光屏都不能呈现，肉眼又怎么能看到？肉眼接收的光又来自哪里？

显然，这里通过实验现象直接给出“虚像”的概念太过粗糙，教师需要进一步结合平面镜成像的光路图，给出反射光线的反向延长线交于一点，即像点，借助于像点进一步分析.眼睛与蜡烛位于同侧，蜡烛发出的光经平面镜反射能进入人眼，肉眼能看到像是因为有真实的光进入人眼（反射光）.但人的感觉是光线沿直线传播，好像光是从平面镜背后的像点发出，所以就认为镜子背后有了像.而我们知道平面镜是不透明的，不可能有实际光线穿到背后，所以将光屏放在平面镜背后去承接像是不可能做到的，也就是说“虚像”不能呈在光屏上.因此，在平面镜后的“虚像”不是真实存在的，而是由人们想象出来的.以实验现象为依据，结合光的性质与光路图一起分析，学生理解“實像”和“虚像”的思维障碍就可以消除了.那么，在平面镜背后放一块木板，还能成像吗？能成像，因为光本来就不会穿[HJ1.15mm]到平面镜背后去，木板的存在并不影响人对“虚像”的想象.另外，仅1米深的水池，可以成一个像距为384400千米的月亮的“虚像”也就很好理解了.